專利名稱：液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及壓縮機排氣量調節(jié)技術，具體的說是涉及液壓活塞式壓縮機排氣量無 級調節(jié)方法。
背景技術：
眾所周知，活塞式壓縮機是機械工業(yè)中極為重要的產品之一，在國防、冶金、化工、 煉油等部門得到了廣泛的應用。在生產過程中，工藝的變化和原料種類的變更，要求活塞壓 縮機的排氣量能在一定范圍內連續(xù)調節(jié)。現(xiàn)有的的排氣量調節(jié)方式很多，如旁路調節(jié)、附加 余隙氣量調節(jié)、部分行程頂開進氣閥調節(jié)等。上述的方式雖然能滿足排氣量調節(jié)的要求，但 是都需要安裝復雜的調節(jié)機構，例如旁路調節(jié)為使壓縮后的氣體降壓，需要在旁路安裝截 流閥；附加余隙氣量調節(jié)中余隙容積決定排氣量的大小，而要改變余隙容積，需要在氣缸頭 增加附加調節(jié)裝置來實現(xiàn)?？梢姡鲜稣{節(jié)方式不僅增加了能耗和設備成本，而且降低了設 備的使用可靠性。液壓活塞式壓縮機是隨著液壓技術的發(fā)展逐漸興起的一種往復式壓縮機，它是由 液壓缸驅動活塞桿直線往復運動，無曲柄連桿機構，具有工作狀況平穩(wěn)，震動小，工作壽命 長，效率高等優(yōu)點。此外，由于液壓缸活塞桿行程具有無級任意位置的可操控性，使得液壓 活塞式壓縮機通過控制活塞桿行程實現(xiàn)的排氣量調節(jié)變得更加簡單、可靠、節(jié)能，這無疑對 液壓活塞式壓縮機在機械工業(yè)推廣運用有重要價值。目前，還沒有一種有效的針對液壓活 塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方 法，解決傳統(tǒng)技術中的調節(jié)方式增加能耗和設備成本的問題。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是液壓活塞式壓縮機排氣量無級調 節(jié)方法，包括以下步驟a.在控制計算機上設定所需要的排量Q ；b.檢測當前液壓缸壓縮行程的換向點BO和當前排量QO ；c.在進氣單向閥打開信號發(fā)出后，位移傳感器立即檢測此時氣缸活塞位置，控制 計算機計算步進值H ；d.比較所需要的排量Q與當前排量QO的大小，如果Q< Q0，則需調整換向點BO 步增H，如果Q > Q0,則需調整換向點BO步減H ；e.判斷計算得出的調整換向點BO后的位置是否會超出極限位置，如果超出，則控 制行程在極限值之內并發(fā)出警報，提醒操作者排氣量調節(jié)范圍過大，如果未超出，則執(zhí)行步 驟f; f.按照步驟d調整換向點BO。 步驟c中，控制計算機計算步進值H的方法是
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cl.壓縮機在進入本次壓縮行程時，控制計算機檢測并記錄氣缸活塞壓縮過程起 始位置Bi，當前排量Q0;c2.壓縮機完成本次壓縮過程進入膨脹過程，控制計算機在檢測到進氣單向閥打 開信號后，通過位移傳感器檢測氣缸活塞當前位置A，并計算出A點到Bl點的距離SO，SO即 為壓縮機在當前排量為QO時的吸氣行程；c3.通過公式H = a(QO-Q) S0/Q0計算換向點步進值H，式中a為預設調整系數(shù)。步驟c3中，所述a取值0.25。本發(fā)明的有益效果是調節(jié)方式簡單、不增加額外能耗，保證氣量調節(jié)的可靠性。


圖1為液壓活塞式壓縮機的結構示意圖；圖2為實施例中的調節(jié)方法流程圖；圖3為壓縮機氣缸吸氣過程示意圖。圖中1、23為一級進氣單向閥，2為位移傳感器，3、21為壓縮缸端板，4、20為一級 排氣單向閥，5、22為一級壓縮腔，6、18為氣缸活塞，7、19為增壓氣缸，8、17為二級壓縮腔， 9、16為油缸隔板，10、15為二級進氣單向閥，11為活塞桿，12為液壓油缸，13為油缸缸體，14 為油缸活塞，24、26為2級排氣單向閥，25為三位四通電磁換向閥，27為流量計。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述。本發(fā)明提出一種液壓活塞式排氣量無級調節(jié)方法，解決傳統(tǒng)技術中的調節(jié)方式增 加能耗和設備成本的問題。下面首先介紹一下液壓活塞式壓縮機的工作原理，如圖1所示， 當三位四通電磁換向閥25處于左位，液壓油進入油缸右腔，同時左腔回油，油缸活塞14在 液壓油推動下左移，通過活塞桿11連接的氣缸活塞6也左移并對1級壓縮腔5內的氣體進 行壓縮，壓縮氣體經一級排氣單向閥4和二級進氣單向閥10進入2級壓縮腔8 ；另一方面， 右邊氣缸活塞18左移對2級壓縮腔17內壓縮氣體進行2級壓縮，然后經二級排氣單向閥 24排出，同時右邊氣缸活塞左移使1級壓縮腔22增大，氣體經單向閥23進入1級壓縮腔 22。當左端氣缸活塞運行到換向點時，PLC控制器發(fā)出換向信號，使三位四通電磁換向閥25 換向，液壓油進入油缸左腔(同時右腔回油)，油缸活塞右移，右氣缸活塞18也右移并對1 級壓縮腔22內的氣體進行壓縮，壓縮氣體經一級排氣單向閥20和二級進氣單向閥15進入 2級壓縮腔17 ；另一方面，左邊氣缸活塞右移對2級壓縮腔8內壓縮氣體進行2級壓縮，然 后經二級排氣單向閥26排出，同時氣體經單向閥1進入1級壓縮腔5。當右端氣缸活塞運 行到換向點時，PLC控制器發(fā)出換向信號，使三位四通電磁換向閥25換向。如此往復，完成 對氣體進行連續(xù)壓縮，流量傳感器27檢測最終排氣量并反饋到控制計算機。液壓活塞式壓縮機的正常工況是全排量運行，余隙容積和吸氣體積通過換向點的 控制保持在恒定值。如果需要進行排氣量調節(jié)，即可由當前工況切入排量控制程序。控制系統(tǒng)以排氣量為主控對象，通過比較排氣量的實測值和設定值，適時調整液 壓缸換向點，一方面調整壓縮氣缸的余隙容積，另一方面調整膨脹氣缸的吸氣量，從而對排 氣量實現(xiàn)閉環(huán)控制。
實施例如圖2所示，本例中的液壓活塞式壓縮機的排氣量無級調節(jié)方法，采用以下方式 實現(xiàn)啟動壓縮機后，壓縮機處于全排量正常運行過程中，當需要對排氣量進行調節(jié)時，在 控制計算機上設定所需要的排氣量Q，切入排氣量控制程序，通過位移傳感器和流量計分別 檢測當前液壓缸壓縮行程的換向點BO和當前排量Q0，在進氣單向閥打開信號發(fā)出后，位移 傳感器立即檢測此刻氣缸活塞位置，控制計算機根據設定公式計算步進值H。如果Q < Q0, 則H值大于零，說明實際排量大于設定排量，需要調整換向點BO步增H，一方面減小吸氣體 積，另一方面增大壓縮腔的余隙容積，以達到減小排量的目的；如果Q > Q0，則H值小于零， 說明實際排量小于設定排量，需要調整換向點BO步減H，一方面增大吸氣體積，另一方面減 小壓縮腔余隙容積，以達到增大排量的目的。如果控制計算機判斷換向點設置錯誤，則轉換 回排氣量設置菜單，要求用戶重新設置有效的排氣量。如果判斷換向點正確，即按新的換向 點執(zhí)行換向。循環(huán)此流程，使實際排氣量逐漸逼近設定排氣量。確定合理的換向點步進值H是該控制系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)。步進值H越大，排量調 節(jié)速度越快，但是控制精度越低；步進值H越小，排量調節(jié)速度越慢，但是精度越高。步進值 大小處理的好，氣量調節(jié)才能更準，更快。接下來闡述如何計算步進值H 如圖3所示，位置e為氣缸活塞在吸氣終了位置(活塞桿右向運動換向點)，從位 置e開始到位置c (活塞桿左向運動換向點)為氣缸的壓縮行程，從位置c到位置d為氣缸 的膨脹過程，活塞運動到位置d時進氣單向閥打開，壓縮缸開始進入吸氣狀態(tài)，直到回到位 置e，吸氣過程結束，整個壓縮過程結束。具體計算方式如下壓縮機在進入本次壓縮行程時，控制計算機檢測并記錄氣缸活塞壓縮過程起始位 置Bl (圖中標號c所示位置)，當前排量QO ；壓縮機完成本次壓縮過程進入膨脹過程，控制計算機在檢測到進氣單向閥打開信 號后，通過位移傳感器檢測氣缸活塞當前位置A(圖中標號d所示位置)，并計算出A點到 Bl點的距離SO，SO即為壓縮機在當前排量為QO時的吸氣行程；通過公式H = a(QO-Q) S0/Q0計算換向點步進值，式中a為預設調整系數(shù)，主要是 防止大范圍調節(jié)(如由當前排氣量100%突然調節(jié)到當前排氣量的50%以下)時步進值過 大，導致?lián)Q向點設置超行程。根據本發(fā)明中的壓縮機的結構參數(shù)取a = 0. 25。計算新的換向點位置B = Β0+Η，循環(huán)執(zhí)行以上流程。在系統(tǒng)運行中，可能會出現(xiàn)以下情況當壓縮機處于正常工作時，如果根據生產要求，需要極大的提高或者降低壓縮機 排氣量時，雖然有調整系數(shù)a，但是仍有可能會出現(xiàn)排氣量調節(jié)范圍過大導致步進值H過 大，使換向點設置超行程。所以，在通過公式B = Β0+Η計算出換向點B時，系統(tǒng)會自動的 判別換向點B是否超過其極限位置，如果超出，即發(fā)出警報，提醒使用者排氣量調節(jié)范圍過 大，使用者可能通過先縮小調節(jié)范圍，分多次調節(jié)，最終調節(jié)到理想的排氣量?？梢钥闯?，本發(fā)明與傳統(tǒng)技術相比，其優(yōu)勢體現(xiàn)在1.與傳統(tǒng)的排氣量調節(jié)方式相比，該控制方式最大的優(yōu)勢是不增加復雜的機械結 構。即實現(xiàn)了排氣量控制，又不降低設備整體的可維護性和使用可靠性、不增加設備額外能 耗·2.通過換向點的步進調節(jié)可以實現(xiàn)雙作用液壓驅動活塞式壓縮機排氣量0-100%無極調節(jié)。 3.便于遠程控制和實時監(jiān)控。
權利要求
液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法，其特征在于包括以下步驟a.在控制計算機上設定所需要的排量Q；b.檢測當前液壓缸壓縮行程的換向點B0和當前排量Q0；c.在進氣單向閥打開信號發(fā)出后，位移傳感器立即檢測此時氣缸活塞位置，控制計算機計算步進值H；d.比較所需要的排量Q與當前排量Q0的大小，如果Q＜Q0，則需調整換向點B0步增H，如果Q＞Q0，則需調整換向點B0步減H；e.判斷計算得出的調整換向點B0后的位置是否會超出極限位置，如果超出，則控制行程在極限值之內并發(fā)出警報，提醒操作者排氣量調節(jié)范圍過大，如果未超出，則執(zhí)行步驟f；f.按照步驟d調整換向點B0；其中，步驟c中控制計算機計算步進值H的方法是c1.壓縮機在進入本次壓縮行程時，控制計算機檢測并記錄氣缸活塞壓縮過程起始位置B1，當前排量Q0；c2.壓縮機完成本次壓縮過程進入膨脹過程，控制計算機在檢測到進氣單向閥打開信號后，通過位移傳感器檢測氣缸活塞當前位置A，并計算出A點到B1點的距離S0，S0即為壓縮機在當前排量為Q0時的吸氣行程；c3.通過公式H＝a(Q0 Q)S0/Q0計算換向點步進值H，式中a為預設調整系數(shù)。
2.如權利要求1所述的液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法，其特征在于步驟c3 中，所述a根據實際工況要求取值，取值范圍為0 <a< 1。
3.如權利要求2所述的液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法，其特征在于所述a 取值0. 25。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓縮機排氣量調節(jié)技術，其公開了一種液壓活塞式壓縮機排氣量無級調節(jié)方法，解決傳統(tǒng)技術中的調節(jié)方式增加能耗和設備成本的問題。其技術方案的要點可概括為設定所需要的排量；檢測當前液壓缸壓縮行程的換向點和當前排量；在進氣單向閥打開信號發(fā)出后，位移傳感器立即檢測此時氣缸活塞位置，控制計算機計算步進值；通過比較設定的排量和當前排量的大小調整換向點步增或步減。本發(fā)明調節(jié)方式簡單、不增加額外能耗，保證氣量調節(jié)的可靠性，尤其涉及液壓活塞式壓縮機氣量調節(jié)。
文檔編號F04B49/00GK101985926SQ20101051618
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者吳雄, 鄒虎 申請人:四川金科環(huán)?？萍加邢薰?br>